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    威廉·肖克利——半導體發明者,電子時代的先驅

    欄目:iis7百科 時間:2019-10-31 09:40

      威廉·肖克利,一九一零年二月十三日出生于英國倫敦,他父母是美國人。肖克利父親方面的直系祖先是坐五月花號來北美的第一批清教徒。肖克利是獨子,父親是采礦工程師,麻省理工(MIT)畢業生,精通八國語言。母親是斯坦福大學(University of Stanford)第一批女畢業生之一。


     
      肖克利還碰巧設計出了世界上第一個核反應堆。一九三九年,全世界的物理學家的注意力都在核裂變上。貝爾實驗室指定肖克利和詹姆斯·費斯克(James Fisk)對核裂變作為新能源的可行性做一調研。貝爾實驗室給了兩人一間小屋子。一天,肖克利在淋浴時,突然想到:“如果把兩塊鈾分開,中子就會慢下來,也就是說不會被俘獲,這樣的話就能用其來轟擊鈾235。”兩個月后,兩人制作出了世界上第一個核反應堆。
      二戰后,肖克利回到貝爾實驗室。貝爾實驗室成立了一個固體物理研究小組,他們要制造一種能替代電子管的半導體器件。肖克利任組長,化學家史丹利?摩根(Stanley Morgan)任副組長,成員有物理、化學、電子方面的專家。
      此前,貝爾實驗室就對半導體材料進行了研究,發現摻雜的半導體整流性能比電子管好。因此小組把注意力放在了鍺和硅這兩種半導體材料上。在肖克利的領導下,他們嘗試、失敗、再嘗試、再失敗。一九四七年十二月十五日,這次巴丁的表面效應理論與布萊頓精湛的實驗結出了碩果。
      一九四七年十二月二十三日下午,布萊頓和摩爾來到實驗室。圣誕將至,同事們都準備放假了。但是,他們還是興致勃勃地來看兩人的半導體放大實驗。這次,布萊頓和摩爾在裝置的一端連一個麥克風,另一端接一副耳機。摩爾與布萊頓用麥克風講話,其他人用耳機收聽,他們聽到了被放大了上十八倍的聲音。這一天被認為是晶體三極管的誕生日。這是人類史上第一次不需要用真空管就能將聲音放大的裝置,晶體管的發明印證了阿瑟?洛克的名言:“任何重大的科技進步,都和奇跡聯系在一起。”
      第一個晶體管的專利是結型場效應管,是由美國人Julius Edgar Lilienfeld于一九二五年獲得的專利。一九四八年二月二十六日,巴丁和布萊頓為他們發明的晶體三極管申請了專利;同一天,肖克利也向美國專利局遞交了結型三極管的專利。
      據統計,一九五四到一九五六年間,美國市場上共銷售了一千七百萬只鍺晶體管和一千一百萬只硅晶體管,總價值為五千五百萬美元。因成本及生產工藝的原因,晶體管尚未得到廣泛應用,同期電子管銷售了十三億,市場份額超過十億美元。
      晶體管的發明促成了蘋果電腦、英特爾、微軟、谷歌的誕生。沒有晶體管就沒有今天的高科技,也不會有硅谷。晶體管的問世,被稱為20世紀最重大的發明之一。它是微電子革命的先聲,對電子計算機的進一步發展具有決定性意義。由于這項發明,巴丁、布拉頓、肖克萊同獲1956年的諾貝爾物理學獎。
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